两种水稻黑条矮缩病毒在我国的分布及其遗传多样性

论文摘要

近年来,水稻黑条矮缩病毒（Rice black-streaked dwarf virus, RBSDV）和南方水稻黑条矮缩病毒（Southern rice black-streaked dwarf virus, SRBSDV）成为危害我国水稻和玉米生产的两种重要病毒,造成了严重损失。为了探明这两种病毒在我国的分布,我们于2009～2010年期间,利用RT-PCR技术对采自我国广东、福建、江西、浙江、湖南、江苏、安徽、山东、河北等共计17个省份,161个市/县/区的1524份表现为矮缩症状的水稻、玉米植株进行了检测。其中1414份样品采自水稻田,涉及313个水稻品种,110份样品采自玉米田。检测结果显示21.00%的样品感染RBSDV,55.97%的样品感染SRBSDV。RBSDV主要在上海、江苏、山东、河北、浙江、安徽、江西等地为害水稻和玉米。尤其在江苏地区,RBSDV几乎遍布全省。SRBSDV主要在以种植籼稻为主的长江以南地区为害水稻,在南方的13个省份、115市/县/区均检测到该病毒。在水稻播种期与白背飞虱主要迁入期间隔一个月左右及种植方式多样化的地区SRBSDV分布更为广泛。两种病毒可侵染常规粳稻、常规籼稻、杂交粳稻、杂交籼稻、常规糯稻等,生产中尚未见对这两种病毒高抗的水稻类型或品种。在明确我国RBSDV分布情况的基础上,同时选取部分分离物通过核苷酸序列测定方法对其CP.S7-ORF1和S5-ORF2进行了遗传多样性分析。结果表明,RBSDVCP遗传多样性值为0.0400,系统发育树表明各地分离物可明显的分为两组；S7-ORF1序列的遗传多样性值为0.0179,不同分离物也可分为两组,多数分离物都聚集在一组内,与中国分离物的核苷酸和氨基酸序列相似性在98%以上,个别分离物的核苷酸和氨基酸序列与日本分离物的相似性较高,分别为94.3～99.0%和98.5～100%; S5-ORF2的遗传多样性值为0.0285,各地分离物也可以明显的分为两组。RBSDV分离物CP, S5-ORF2的分组情况与地理来源有一定的相关性,多数来源于北方玉米种植区的分离物聚于一组而来源于地理位置偏南以种植水稻为主的地区的分离物聚于一组。来源于山东、江苏地区的分离物的CP、S5-ORF2遗传多样性水平相对较高。同一分离物不同片段的分组情况和遗传多样性水平也不相同。三个片段在遗传多样性方面CP>S5-ORF2>S7-ORF1。三者的进化限制系数ω值依次为0.0488、0.0394、0.4278,在受到的选择压力方面：S7-ORF1>CP>S5-ORF2。 S7-ORF1序列的高度保守性可能与其编码蛋白的功能有关。采用类似方法对采自我国13个省份的SRBSDV水稻、玉米分离物的S10-ORF, S7-ORF1的变异情况进行了分析。将测定的我国SRBSDV分离物的CP和S7-ORF1序列与从Genbank中获得的越南分离物比较,发现无论是我国的分离物是越南的分离物,这两个片段不同分离物之间的核苷酸序列和氨基酸序列的相似性都较高,均在97%以上,不同地理和寄主来源的分离物间差异较小。两个片段的核苷酸遗传多样性值分别为0.0131和0.0053。两者的进化限制系数ω值分别为0.3162和0.1119,后者受到的选择压力要高于前者。总体而言,作为内源性病毒的RBSDV遗传多样性较为丰富,而SRBSDV作为一种新的迁入性病害,来源单一,因而其遗传多样性水平也较低。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 引言
• 1.1 水稻黑条矮缩病毒（RBSDV）和南方水稻黑条矮缩病毒（SRBSDV）的特性
• 1.1.1 RBSDV和SRBSDV的生物学特性
• 1.1.2 RBSDV和SRBSDV的基因组结构及其功能
• 1.1.3 RBSDV和SRBSDV传播介体的生物学特性
• 1.2 植物病毒种群的遗传多样性
• 1.2.1 植物RNA病毒遗传多样性的研究
• 1.2.2 植物DNA病毒遗传多样性的研究
• 1.3 本研究的目的及意义
• 2 材料与方法
• 2.1 水稻黑条矮缩病毒和南方水稻黑条矮缩病毒在我国的分布
• 2.1.1 实验材料、试剂
• 2.1.2 实验方法
• 2.2 水稻黑条矮缩病毒的遗传多样性分析
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 南方水稻黑条矮缩病毒的遗传多样性分析
• 2.3.1 实验材料
• 2.3.2 实验方法
• 3 结果与分析
• 3.1 RBSDV和SRBSDV在我国的分布
• 3.1.1 检测结果
• 3.1.2 水稻黑条矮缩病毒在我国的分布
• 3.1.3 水稻黑条矮缩病毒在江苏的分布
• 3.1.4 南方水稻黑条矮缩病毒在我国的分布
• 3.1.5 发病水稻植株的品种
• 3.2 水稻黑条矮缩病毒的遗传多样性
• 3.2.1 CP序列的遗传多样性
• 3.2.2 S7-ORF1序列的遗传多样性
• 3.2.3 S5-ORF2序列的遗传多样性
• 3.3 南方水稻黑条矮缩病毒的遗传多样性
• 3.3.1 CP序列的遗传多样性分析
• 3.3.2 S7-ORF1序列的遗传多样性
• 4 讨论
• 4.1 水稻黑条矮缩病毒和南方水稻黑条矮缩病毒在我国的分布
• 4.2 水稻黑条矮缩病毒的遗传多样性
• 4.3 南方水稻黑条矮缩病毒的遗传多样性
• 附录1 2009,2010年样品来源及检测结果
• 附录2 用于RBSDV遗传多样性分析的分离物的相关信息
• 附录3 用于SRBSDV遗传多样性分析的分离物的相关信息
• 附录4 本研究引用的相关序列
• 全文总结
• 参考文献
• 致谢